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Die Erfindung betrifft eine Montagepistole gemäß Anspruch 1.
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Es sind druckfederunterstützte Pistolen bekannt, welche Klammern heften oder Nägel in zu verbindende Bauteile einschießen können. Beispielsweise geht aus der europäischen Patentschrift
EP 1 409 349 B1 eine Montagepistole hervor, die eingerichtet ist zur Befestigung von Plastik-Befestigungselementen. Allgemein zeigt sich, dass solche Pistolen nicht in der Lage sind, Befestigungselemente lagegenau an vorherbestimmten Positionen anzubringen. Dies ist jedoch insbesondere dann von entscheidender Bedeutung, wenn ein Befestigungselement, beispielsweise ein Druckclip, an einem ortsfest angeordneten Verbindungselement, beispielsweise einem Stehbolzen, angebracht werden soll, um eine Verbindung von durch den Stehbolzen verbundenen Bauteilen zu sichern. Da mithilfe bekannter Montagepistolen eine solche lagegenaue und positionsrichtige Befestigung von Befestigungselementen nicht möglich ist, werden derartige Verbindungssicherungen bisher manuell durch Aufdrücken der Befestigungselemente auf die Verbindungselemente bewirkt, wobei sich jedoch herausgestellt hat, dass die individuell durch einen Werker aufgebrachten Druckkräfte nicht immer ausreichend und vor allem nicht reproduzierbar sind. Dies führt insgesamt zu einer nicht ausreichenden Prozesssicherheit, wobei zudem eine im ergonomischen Grenzbereich auftretende Belastung – je nach konkreter Befestigungsaufgabe – für den Werker nicht sicher ausgeschlossen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montagepistole zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem der Gegenstand des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Montagepistole zur Montage eines Befestigungselements an einem Verbindungselement geschaffen wird, wobei die Montagepistole ein Zuführrohr zur Zuführung eines Befestigungselements zu einem Verbindungselement aufweist. Außerdem weist die Montagepistole eine Verlagerungseinrichtung auf, die ausgebildet ist zur Verlagerung des Befestigungselements in dem Zuführrohr. Die Montagepistole zeichnet sich durch eine Freigabeeinrichtung aus, die in einer Sperrfunktionsstellung eine Funktion der Montagepistole sperrt, wobei die Freigabeeinrichtung in einer Freigabefunktionsstellung die Funktion der Montagepistole freigibt. Die Verlagerungseinrichtung weist an einer distalen Stirnseite eine Zentrierkontur auf, die ausgebildet ist, um mit dem Verbindungselement zusammenzuwirken. Zugleich ist die Verlagerungseinrichtung mit der Freigabeeinrichtung derart wirkverbunden, dass die Freigabeeinrichtung nur dann in ihre Freigabefunktionsstellung bringbar ist, wenn die Zentrierkontur mit dem Verbindungselement zusammenwirkt. Die Montagepistole ist daher nur dann einsatzbereit und funktionsfähig, wenn sie lagegenau und positionsrichtig relativ zu dem Verbindungselement angeordnet ist, weil dieses nur dann mit der Zentrierkontur bestimmungsgemäß zusammenwirkt. Dadurch kann eine prozesssichere Montage der Befestigungselemente mit definierter Position erreicht werden, wobei sich ohne großen Aufwand eine prozesssichere, schnelle Montage des Befestigungselements an dem Verbindungselement erreichen lässt. Durch die Verwendung der Montagepistole ist keine ergonomische Überlastung eines Werkers mehr zu befürchten. Zudem können Druckkräfte zur Befestigung des Befestigungselements reproduzierbar und prozesssicher aufgebracht werden und liegen nicht mehr in der individuellen Einschätzung des Werkers.
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Mit einer distalen Seite ist hier und im Folgenden eine bestimmungsgemäß einem Befestigungsort und insbesondere dem Verbindungselement zugewandte Seite der Montagepistole bezeichnet. Eine der distalen Seite gegenüberliegende, bei der Montage bestimmungsgemäß dem die Montagepistole bedienenden Werker zugewandte Seite wird als proximale Seite bezeichnet.
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Dass die Freigabeeinrichtung nur dann in ihre Freigabefunktionsstellung bringbar ist, wenn die Zentrierkontur mit dem Verbindungselement zusammenwirkt, bedeutet insbesondere, dass die Freigabeeinrichtung zumindest in einer vorherbestimmten Umgebung des Verbindungselements genau dann und nur dann in ihre Freigabefunktionsstellung bringbar ist, wenn die Zentrierkontur mit dem Verbindungselement zusammenwirkt, wobei die Freigabeeinrichtung nicht in ihre Freigabefunktionsstellung bringbar ist, sondern vielmehr in ihrer Sperrfunktionsstellung verbleibt, wenn und solange die Zentrierkontur nicht mit dem Verbindungselement in bestimmungsgemäßer Weise zusammenwirkt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Funktion der Montagepistole bei nicht bestimmungsgemäßer Ausrichtung derselben zu dem Verbindungselement, beispielsweise durch Verkanten oder durch einen Versatz, nicht freigegeben wird, sodass die Montage in diesem Fall nicht durchführbar ist. Vielmehr bedarf es einer bestimmungsgemäßen, unversetzten und unverkanteten Ausrichtung der Montagepistole zu dem Verbindungselement, damit deren Funktion freigegeben wird. Unschädlich ist dagegen, wenn die Freigabeeinrichtung gegebenenfalls in größerer Entfernung zu einem Verbindungselement freigebbar ist, weil dies höchstens zu einem Verlust von Befestigungselementen, nicht jedoch zu Fehlverbindungen führt, da an solchen Stellen kein Verbindungselement vorhanden ist, an welchem ein Befestigungselement fehlerhaft befestigt werden könnte.
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Mit den Begriffen „Sperrfunktionsstellung” und „Freigabefunktionsstellung” ist nicht zwingend eine räumlich-geometrische Position verknüpft, vielmehr kann es sich dabei auch um virtuelle, insbesondere elektronische Zustände handeln.
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Wirkt das Verbindungselement bestimmungsgemäß mit der Zentrierkontur zusammen, wird durch die Freigabeeinrichtung vorzugsweise ein elektrisches Signal aktiviert, durch welches die Funktion der Montagepistole freigegeben wird.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Montagepistole eingerichtet zur Befestigung eines als Druckclip ausgebildeten Befestigungselements an einem als Stehbolzen ausgebildeten Verbindungselement. Dabei ist es insbesondere möglich, dass der Stehbolzen an einem Blech angeschweißt ist, wobei er eine Durchgangsöffnung eines Anbauteils durchgreift. Durch das Aufbringen des Befestigungselements auf das Verbindungselement werden die beiden Bauteile fest und sicher aneinander befestigt. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Karosseriebauteile für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Zentrierkontur als Ausnehmung, insbesondere als Bohrung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist sie dabei derart auf eine Größe und Geometrie des Verbindungselements abgestimmt, dass dieses insbesondere formschlüssig in die Zentrierkontur eingreifen kann. Die Freigabeeinrichtung ist dann aus ihrer Sperrfunktionsstellung in ihre Freigabefunktionsstellung verlagerbar, wenn das Verbindungselement formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift. Zum verbesserten Einfädeln des Verbindungselements in die Zentrierkontur weist diese bevorzugt eine Einführfase im Bereich der distalen Stirnseite auf.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Freigabeeinrichtung eine an dem Zuführrohr angeordnete Tasteinrichtung aufweist, welche in die Sperrfunktionsstellung vorgespannt ist, wobei die Tasteinrichtung in die Freigabefunktionsstellung verlagerbar ist, wenn das Verbindungselement mit der Zentrierkontur zusammenwirkt. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfache und auch kostengünstige Ausgestaltung der Freigabeeinrichtung, wobei insbesondere rein geometrisch vorgesehen sein kann, dass die Tasteinrichtung nicht entgegen ihrer Vorspannung in die Freigabefunktionsstellung verlagerbar ist, solange das Verbindungselement nicht formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift, insbesondere weil ansonsten keine hinreichende räumlich-geometrische Annäherung der Tasteinrichtung an die zu verbindenden Bauteile möglich ist, um diese in die Freigabefunktionsstellung zu verlagern.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung einen in dem Zuführrohr verlagerbaren Stempel aufweist. Dieser ist insbesondere vorgesehen, um die Befestigungselemente in dem Zuführrohr in Richtung auf das Verbindungselement hin zu verlagern und schließlich bei der Montage auf dieses befestigend aufzuschieben. Dabei stellt der verlagerbare Stempel eine sowohl sichere als auch kostengünstige Ausgestaltung einer Verlagerungsmimik für die Verlagerungseinrichtung dar. Vorzugsweise ist der Stempel in dem Zuführrohr pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch verlagerbar. Besonders bevorzugt ist der Stempel Teil eines Pneumatik-Aktuators, wobei er entweder als Kolben eines Pneumatikzylinders ausgebildet oder mit einem Kolben eines Pneumatikzylinders wirkverbunden sein kann. Auf diese Weise ist es möglich, auch große Montagekräfte prozesssicher aufzubringen.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Stempel an seiner distalen Stirnseite die Zuführkontur aufweist. Diese Ausgestaltung ist deswegen besonders günstig, weil der Stempel somit zugleich zwei Funktionen erfüllen kann: Zum einen dient er der Verlagerung der Befestigungselemente in dem Zuführrohr, zum anderen weist er die Zentrierkontur auf und sorgt daher gemeinsam mit der Freigabeeinrichtung für eine lagegenaue und positionsrichtige Montage. Insbesondere ist es möglich, dass der Stempel einen Kolben trägt, welcher distal stirnseitig die Zentrierkontur aufweist.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass ein – in radialer Richtung gemessener – Abstand zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Stempels oder des Kolbens zu einer inneren Mantelfläche des Zuführrohrs kleiner ist als eine Breite des Verbindungselements. Die Montagepistole und das Verbindungselement sind dann derart aufeinander abgestimmt, dass es jedenfalls nicht möglich ist, das Verbindungselement versehentlich zwischen den Stempel oder den Kolben und die innere Mantelfläche des Zuführrohrs einzuführen. Zugleich ist die Verlagerungseinrichtung, insbesondere der Stempel oder der Kolben derart in dem Zuführrohr angeordnet, dass eine Annäherung der Montagepistole an die zu verbindende Bauteile in einer Umgebung des Verbindungselements nur dann hinreichend weit zur Verlagerung der Tasteinrichtung in ihre Freigabefunktionsstellung möglich ist, wenn das Verbindungselement tatsächlich formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift. Es ist dann auf sehr einfache und rein geometrische Weise gewährleistet, dass die Befestigungselemente nur dann auf den Verbindungselementen montierbar sind, wenn die Montagepistole lagegenau und positionsrichtig relativ zu dem Verbindungselement angeordnet und ausgerichtet ist. Die vorherbestimmte Umgebung des Verbindungselements, in der dies der Fall ist, entspricht bevorzugt in etwa einem Kreis um einen Mittelpunkt des Verbindungselements, dessen Radius etwa dem Durchmesser des Zuführrohrs entspricht. Dies ist völlig ausreichend, um eine sichere und genaue Montage zu gewährleisten. Unschädlich ist, wenn darüber hinaus die Tasteinrichtung fernab des Verbindungselements, also außerhalb der vorherbestimmten Umgebung, gegebenenfalls in ihre Freigabefunktionsstellung verlagerbar ist, weil dies – wie zuvor bereits ausgeführt – höchstens zu einem Verlust an Befestigungselementen, nicht jedoch zu einer fehlerhaften Montage führt.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Tasteinrichtung ein das Zuführrohr außenseitig umgreifendes Tasterrohr aufweist, das auf dem Zuführrohr verschieblich angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Tasterrohr auf dem Zuführrohr teleskopierbar angeordnet. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstig herzustellende Ausgestaltung der Tasteinrichtung dar.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Tasterrohr durch eine Druckfeder in seine distal stirnseitig über das Zuführrohr vorstehende Sperrfunktionsstellung vorgespannt ist, wobei es in seiner in proximaler Richtung auf das Zuführrohr zurückgeschobene Freigabefunktionsstellung an wenigstens einem Taststift derart anschlägt, dass der Taststift betätigt wird. Diese Ausgestaltung ist zugleich einfach, kostengünstig und sehr funktionssicher. Der wenigstens eine Taststift lässt sich vorzugsweise federelastisch oder druckfederbeaufschlagt eindrücken, wodurch insbesondere ein elektrischer Kontakt geöffnet oder geschlossen werden kann. Solange das Verbindungselement nicht formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift, ist die Montagepistole nicht nahe genug an die zu verbindenden Bauteile heran verlagerbar, damit das Tasterrohr gegen die Vorspannung der Druckfeder in seine Freigabefunktionsstellung zurückgeschoben werden kann. Der wenigstens eine Taststift wird dann nicht betätigt. Erst wenn das Verbindungselement formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift, lässt sich die Montagepistole nahe genug an die zu verbindenden Bauteile heranverlagern, dass das Tasterrohr an diese anschlägt und bei weiterer Annäherung gegen die Vorspannkraft der Druckfeder in seine in proximaler Richtung auf das Zuführrohr zurückgeschobene Freigabefunktionsstellung verlagert wird, sodass es den wenigstens einen Taststift betätigt und entsprechend bevorzugt ein elektrisches Signal auslöst, durch welches die Funktion der Montagepistole freigegeben wird. Es ist allerdings auch eine mechanische Freigabe durch den Taststift möglich. Insbesondere wird auf eine Betätigung des Taststifts hin bevorzugt die Verlagerungseinrichtung zum Zuführen eines Befestigungselements durch das Zuführrohr befähigt. Es ist möglich, dass eine Mehrzahl von Taststiften – insbesondere in Umfangsrichtung auf dem Zuführrohr verteilt – vorgesehen sind, welche mit dem Tasterrohr in der zuvor beschriebenen Weise zusammenwirken. Wenn also die Zentrierkontur das Verbindungselement gefunden und formschlüssig aufgenommen hat, steht das Tasterrohr an dem Anbauteil auf. Dadurch, oder durch ein leichtes Andrücken der Montagepistole an dem Anbauteil werden die Taststifte eingedrückt, und die Montagepistole wird bezüglich ihrer Montagefunktion freigeschaltet.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Montagepistole einen Abzug auf, der manuell betätigt werden muss, um schließlich die Befestigung des Befestigungselements an dem Verbindungselement vorzunehmen. Der Abzug ist dann jedenfalls funktionswirksam nur betätigbar, wenn die Freigabeeinrichtung in ihrer Freigabefunktionsstellung angeordnet ist. Dagegen ist der Abzug nicht betätigbar oder funktionslos, solange die Freigabeeinrichtung in ihrer Sperrfunktionsstellung angeordnet ist. Mithilfe des Abzugs ist es möglich, den genauen Moment der Befestigung manuell zu steuern, was dem Werker eine größere Kontrolle des Prozesses ermöglicht. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Montage selbsttätig ausgelöst wird, wenn das Verbindungselement formschlüssig in die Zentrierkontur eingreift.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass diese ein Magazin zur Aufnahme einer Mehrzahl von Befestigungselementen aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine Reihe von Befestigungsschritten ohne manuelles Nachladen der Montagepistole durchgeführt werden kann. Dabei ist das Magazin vorzugsweise eingerichtet zur Zuführung der Befestigungselemente in das Zuführrohr. Insbesondere ist es möglich, dass das Magazin eingerichtet ist zur Speicherung einer Mehrzahl von Befestigungselementen, und um diese druckfederbeaufschlagt zu einer Zubringerstelle und schließlich in das Zuführrohr zuzuführen. Aus dem Magazin können dann Befestigungselemente insbesondere druckfederbeaufschlagt nachgeladen werden. Eine solche Ausgestaltung ist für sich genommen insbesondere aus dem Bereich der Waffentechnik bekannt.
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Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt möglich, dass die Montagepistole manuell mit Befestigungselementen beschickt werden kann; insbesondere sequentiell nacheinander. In diesem Fall kann auf ein Magazin verzichtet werden, was Kostenvorteile haben kann. Jedenfalls kann eine Befestigung auch ohne das Magazin erfolgen, falls dieses gerade nicht greifbar ist. Dabei wird besonders ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, bei dem Befestigungselemente sowohl mittels des Magazins als auch manuell zugeführt werden können.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Befestigungselement Teil der Verlagerungseinrichtung ist. Die Zentrierkontur ist dabei an dem Befestigungselement stirnseitig ausgebildet. Dadurch, dass das Befestigungselement jedenfalls ein Teil der Funktion des Stempels oder Kolbens übernimmt, kann dieser seinerseits kürzer ausgebildet sein, sodass insgesamt der Bauraum der Montagepistole – in axialer Richtung – reduziert werden kann. Ist ein pneumatischer Antrieb des Stempels vorgesehen, kann auch das pneumatische Druckrohr oder der Pneumatikzylinder entsprechend verkürzt gebaut werden. Somit entsteht eine sehr kompakte Montagevorrichtung.
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Mit einer axialen Richtung ist hier und im Folgenden eine Richtung gemeint, die sich entlang einer Längsachse des Zuführrohrs erstreckt. Eine radiale Richtung steht senkrecht auf der axialen Richtung.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Montagepistole bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Mehrzahl von Befestigungselementen hintereinander und vorzugsweise unmittelbar aneinander anliegend in dem Zuführrohr angeordnet sind. Die Befestigungselemente bilden in diesem Fall einen distalen Teil des Stempels aus. Hierdurch ist es möglich, dass der proximale Teil des Stempels als verkürzter Kolben eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antriebs, insbesondere eines Pneumatikzylinders, ausgebildet sein kann, sodass sich eine besonders kurze und kompakte Montagepistole ergibt. Dabei wirkt der proximale Teil des Stempels auf ein in proximal letzter Position angeordnetes Befestigungselement ein, welches seinerseits auf die weiter in distaler Richtung gelegenen Befestigungselemente einwirkt, sodass diese nach vorne verlagerbar sind. Alle hinter einem distal vordersten Befestigungselement angeordneten Befestigungselemente wirken so als Stempel zur Verlagerung des distal vordersten Befestigungselements und auch zu dessen Montage an dem Verbindungselement.
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Besonders bevorzugt werden dabei die in dem Zuführrohr angeordneten Befestigungselemente durch einen Federmechanismus in dem Zuführrohr gehalten. Der Federmechanismus weist vorzugsweise zwei im Zuführrohr befestigte, radial nach innen ragende Federglieder auf, die beim Zuführen der Befestigungselemente radial auseinandergedrückt werden. Die beiden Federglieder sind bevorzugt – in axialer Richtung gesehen – voneinander beabstandet. Das hintere, proximale Federglied wird vorzugsweise durch eine Tellerfeder gebildet, die sich bevorzugt an einem Ringbund eines – unmittelbar nach einem Befestigungsvorgang und vor einem Nachladen – proximal letzten Befestigungselements abstützt. Damit kann ein Zurückweichen der im Zuführrohr angeordneten Befestigungselemente ausgeschlossen werden. Beim Zurückfahren des proximalen Teils des Stempels ergibt sich dann eine freie Zubringerstelle, die von dem Magazin gespeist werden kann. Der nach hinten, also in proximaler Richtung, verschiebliche, proximale Teil des Stempels muss daher lediglich einen kurzen Weg verfahren, der in etwa der Breite eines Befestigungselements entspricht. Diese Überlegung zeigt, dass bei einem solchen Ausführungsbeispiel eine in axialer Richtung äußerst kompakte und kleinbauende Ausgestaltung der Montagepistole möglich ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Montagepistole in einer ersten Funktionsstellung;
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2 die Montagepistole gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung;
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3 die Montagepistole gemäß 1 in einer dritten Funktionsstellung;
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4 die Montagepistole gemäß 1 in einer vierten Funktionsstellung, und
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5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Montagepistole.
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1 zeigt eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Montagepistole 1, die als druckgestützte Applikationspistole ausgebildet ist, und die der Montage von Befestigungselementen 3 an Verbindungselementen 5 dient. Dargestellt ist in 1 ein Verbindungselement 5, das als Stehbolzen ausgebildet ist, wobei der Stehbolzen an ein Blech 7 angeschweißt ist und ein hier ebenfalls als Blech ausgebildetes Anbauteil 9 durch eine Durchgangsöffnung 11 durchragt. Die Befestigungselemente 3 sind als Druckclipse ausgebildet, die zur Befestigung des Anbauteils 9 an dem Blech 7 auf das Verbindungselement 5 gedrängt und dort insbesondere form- und/oder reibschlüssig angeordnet werden.
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Eine derartige Befestigung wird üblicherweise manuell durchgeführt, weil bisher keine Montagepistole zur Verfügung stand, um die Befestigungselemente 3 lagegenau und positionsgerecht an den Verbindungselementen 5 anzuordnen. Dabei konnte jedoch weder eine reproduzierbare Lageanordnung der Befestigungselemente 3 auf den Verbindungselementen 5 erreicht werden, noch reichten die Druckkräfte stets zur stabilen und sicheren Befestigung aus. Hinzu kam, dass ein Werker durch die manuelle Befestigung ergonomisch stark in Anspruch genommen wurde.
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Diese Probleme werden gelöst, indem die Montagepistole 1 bereitgestellt wird. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist ein Zuführrohr 13 auf, welches eingerichtet ist zur Zuführung der Befestigungselemente 3 zu dem Verbindungselement 5. Außerdem weist die Montagepistole 1 eine Verlagerungseinrichtung 15 auf, die ausgebildet zur Verlagerung der Befestigungselemente 3 in dem Zuführrohr 13. Es ist eine Freigabeeinrichtung 17 vorgesehen, die in einer Sperrfunktionsstellung eine Funktion der Montagepistole 1 sperrt, wobei sie in einer Freigabefunktionsstellung die Funktion der Montagepistole 1 freigibt. Die Verlagerungseinrichtung 15 weist an einer distalen Stirnfläche 19 eine Zentrierkontur 21 auf, die ausgebildet ist, um mit dem Verbindungselement 5 zusammenzuwirken. Dabei ist die Verlagerungseinrichtung 15 mit der Freigabeeinrichtung 17 derart wirkverbunden, dass die Freigabeeinrichtung 17 nur dann in ihre Freigabeposition bringbar ist, wenn das Verbindungselement 5 mit der Zentrierkontur 21 zusammenwirkt.
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Die Zentrierkontur 21 ist dabei als Bohrung ausgebildet, die bezüglich ihrer Größe und Form auf die Größe und Form des Verbindungselements 5 derart abgestimmt ist, dass dieses formschlüssig in die Bohrung eingreifen kann. Um das Verbindungselement 5 besser in die Zentrierkontur 21 einführen zu können, weist diese eine stirnseitige Zentrierfase auf.
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Die Freigabeeinrichtung 17 weist eine an dem Zuführrohr 13 angeordnete Tasteinrichtung 23 auf, welche in die Sperrfunktionsstellung vorgespannt ist. Dabei ist die Tasteinrichtung 23 in die Freigabefunktionsstellung verlagerbar, wenn das Verbindungselement 5 mit der Zentrierkontur 21 zusammenwirkt.
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Die Verlagerungseinrichtung 15 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen in dem Zuführrohr 13 pneumatisch verlagerbaren Stempel 25 auf, der hier seinerseits an seinem proximalen Teil eine in einem Pneumatikzylinder 27 verlagerbar geführte Pneumatikkolbenstange 29 sowie an seinem distalen Ende einen mit der Pneumatikkolbenstange 29 verbundenen Kolben 31 aufweist, wobei der Kolben 31 die Zentrierkontur 21 aufweist.
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Dabei spricht der Begriff „distal” hier eine dem Verbindungselement 5 bestimmungsgemäß zugewandte – in 1 linke – Seite der Montagepistole 1 an, wobei der Begriff „proximal” eine bestimmungsgemäß dem Verbindungselement 5 abgewandte – in 1 rechte – Seite der Montagepistole 1 anspricht.
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Es zeigt sich auch, dass ein – in radialer Richtung senkrecht zu einer Längsachse des Zuführrohrs 13 gemessener – Abstand zwischen einer äußeren Umfangsfläche 33 des Kolbens 31 und einer inneren Mantelfläche 35 des Zuführrohrs 13 so auf das Verbindungselement 5 abgestimmt ist, dass dieser Abstand kleiner ist als eine Breite des Verbindungselements 5. Es ist daher nicht möglich, das Verbindungselement 5 versehentlich zwischen dem Kolben 31 und der Mantelfläche 35 anzuordnen.
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Die Tasteinrichtung 23 weist ein das Zuführrohr 13 außenseitig umgreifendes Tasterrohr 37 auf, das auf dem Zuführrohr 13 verschieblich, insbesondere teleskopierbar, angeordnet ist. Dabei ist das Tasterrohr 37 durch eine Druckfeder 39 in seine stirnseitig über das Zuführrohr 13 vorstehende Sperrfunktionsstellung vorgespannt. Es ist entgegen der Vorspannkraft der Druckfeder 39 in proximaler Richtung, also in Richtung auf das Zuführrohr 13 hin zurückschiebbar, wodurch es in seiner Freigabefunktionsstellung anordenbar ist. Dabei wirkt es mit wenigstens einem Taststift 41 zusammen, indem es an diesem in der Freigabefunktionsstellung derart anschlägt, dass der Taststift 41 betätigt wird. Insbesondere lässt sich der Taststift 41 federelastisch oder druckfederbeaufschlagt eindrücken. Wird der Taststift 41 eingedrückt, schließt oder löst dieser bevorzugt einen elektrischen Kontakt, sodass ein elektrisches Signal erzeugt wird, durch welches die Montagepistole 1 in ihrer Funktion freigegeben wird. Wird dagegen der Taststift 41 nicht betätigt, also eingedrückt, wird das entsprechende elektrische Signal nicht erzeugt, und die Montageposition 1 ist bezüglich ihrer Funktion gesperrt. Eine Befestigung eines Befestigungselements 3 auf dem Verbindungselement 5 kann nur durchgeführt werden, wenn die Montagepistole 1 in ihrer Funktion freigegeben ist, wenn also die Freigabeeinrichtung 17 in ihrer Freigabefunktionsstellung angeordnet ist.
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Die Montagepistole 1 weist außerdem ein Magazin 43 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Befestigungselementen 3 auf. Dabei ist das Magazin 43 hier in für sich genommen bekannter Weise in einen Griff 45 der Montagepistole eingesetzt. Die Befestigungselemente 3 sind in ebenfalls für sich genommen insbesondere aus der Waffentechnik bekannter Weise durch eine Druckfeder 47, welche insbesondere in 3 dargestellt ist, in vertikaler Richtung auf das Zuführrohr 13 hin vorgespannt, sodass sie automatisch aus dem Magazin 43 in das Zuführrohr 13 nachgeladen werden können.
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Die Montagepistole 1 weist außerdem bevorzugt noch einen hier nicht dargestellten, insbesondere aber an dem Griff 45 angeordneten Abzug auf, mit dem ein eigentlicher Montagevorgang eines Befestigungselements 3 auf einem Verbindungselement 5 ausgelöst werden kann, wenn die Montagepistole 1 bezüglich ihrer Funktion freigegeben ist.
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Es ist noch eine Sperrmimik 49 vorgesehen, mit welcher die Befestigungselemente 3 in dem Magazin gehalten werden, solange kein Nachladevorgang erfolgen soll. Die Sperrmimik 49 gibt ein Befestigungselement frei, wenn ein Nachladevorgang erfolgen soll. Dabei wird die Sperrminik 49 bevorzugt durch die Verlagerung des Stempels 25 – vorzugsweise mechanisch – gesteuert.
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Dargestellt sind auch noch Druckluftanschlüsse 51, 51', mittels derer der Pneumatikzylinder 27 in für sich genommen bekannter Weise betätigbar ist. Statt des Pneumatikzylinders 27 ist im Übrigen auch ein hydraulischer oder elektrischer Antrieb des Stempels 25 – letzterer insbesondere mittels eines elektrischen Linearaktuators – möglich.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Montagepistole 1 näher erläutert: Wie anhand von 1 angedeutet, wird die Montagepistole 1 zunächst relativ zu dem Verbindungselement 5 grob ausgerichtet. Weist diese dann einen Versatz oder eine Verkippung zu dem Verbindungselement 5 auf, ist es nicht möglich, dieses in die Zentrierkontur 21 einzuführen. Vielmehr schlägt das Verbindungselement 5 an der Stirnfläche 19 an oder verklemmt in der Zentrierkontur 21. Dabei ist insbesondere die Verlagerungseinrichtung 15 derart in dem Zuführrohr 13 angeordnet, dass die Freigabeeinrichtung 17 nicht in ihre Freigabefunktionsstellung verlagerbar ist, solange das Verbindungselement 5 nicht tatsächlich formschlüssig in die Zentrierkontur 21 eingreift. Dies bedeutet insbesondere, dass die Verlagerungseinrichtung 15 weit genug – in distaler Richtung – in das Zuführrohr 13 hineinragt und nicht etwa soweit zurückgezogen angeordnet ist, dass das Verbindungselement 5 lose in dem Zuführrohr 13 anordenbar wäre, wobei zugleich die Freigabeeinrichtung 17 in ihrer Freigabefunktionsstellung angeordnet werden könnte.
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2 zeigt eine zweite Darstellung des Ausführungsbeispiels der Montagepistole 1 gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei zeigt sich, dass in dem Fall, in welchem das Verbindungselement 5 formschlüssig in die Zentrierkontur 21 eingreift, die Montagepistole 1 an das Anbauteil 9 heranverlagert werden kann, dass das Tasterrohr 37 entgegen der Vorspannkraft der Druckfeder 39 in seine in Richtung auf das Zuführrohr 13 zurückgeschobene Freigabefunktionsstellung zurückgeschoben werden kann. Der Taststift 41 wird dann betätigt, sodass die Montagepistole 1 in ihrer Funktion freigegeben wird.
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Wenn der Stempel 25 beim Aufsetzen der Montagepistole 1 auf das Verbindungselement 5 zubewegt wird, ist er in seiner distal vollständig ausgefahrenen Stellung angeordnet und wird vorzugsweise durch den Pneumatikzylinder 27 druckgestützt, so dass er bei einem Kontakt mit dem Verbindungselement 5 nicht zurückweicht.
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Wie in 3 dargestellt ist, fährt der Stempel 25 durch den Pneumatikzylinder 27 angetrieben in seine zurückgezogene Stellung zurück, wenn die Funktion der Montagepistole 1 freigegeben wird. In der vollständig zurückgefahrenen Position des Stempels 25 gibt der Kolben 31 eine radiale Zubringerstelle 53 frei, sodass ein Befestigungselement 3 in das Zuführrohr 13 geladen werden kann. Dabei ist es möglich, dass die Zubringerstelle 53 manuell mit dem Befestigungselement 3 beschickt wird, oder aber dass das Befestigungselement 3 aus dem an der Montagepistole 1 lösbar angebrachten Magazin 43 durch die Druckfeder 47 beaufschlagt nachgeladen wird.
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Der Stempel 25 wird nun – wie in 4 dargestellt – vorzugsweise mittels Betätigung des Abzugs der Montagepistole 1 angetrieben durch den Pneumatikzylinder 27 in distaler Richtung nach vorne geschoben, wobei der Kolben 31 das Befestigungselement 3 fest auf das Verbindungselement 5 drückt. Entweder gelangt der Stempel 25 dabei bereits wieder in seinen vollständig in distaler Richtung ausgefahrenen Zustand, oder aber er gelangt in diesen Zustand, wenn die Montagepistole 1 zur weiteren Verwendung von der Montagestelle abgezogen wird. Jedenfalls kann die Montagepistole 1 nach dem festen Andrücken des Befestigungselements 3 auf das Verbindungselement 5 abgezogen werden, wonach der in den 1 bis 4 dargestellte Befestigungszyklus an einem anderen Befestigungsort erneut durchgeführt werden kann.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Montagepistole 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Befestigungselemente 3, die in dem Zuführrohr 13 angeordnet sind, Teil der Verlagerungseinrichtung 15. Insbesondere bilden die in dem Zuführrohr 13 angeordneten Befestigungselemente 3 einen distalen Teil 25.1 des Stempels 25. Ein proximaler Teil 25.2 des Stempels 25 wird von einer im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 deutlich verkürzten Pneumatikkolbenstange 29 sowie dem Kolben 31 gebildet.
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Die Zentrierkontur 21 ist hier an dem distal vordersten Befestigungselement 3.1 ausgebildet. Dabei ist jedes Befestigungselement 3 so ausgebildet, dass es eine entsprechende Zentrierkontur 21 aufweist. Jeweils das in distal vorderster Stellung angeordnete Befestigungselement 3.1 weist dann bezüglich der Funktion der Montagepistole 1 konkret die Zentrierkontur 21 auf.
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Die in dem Zuführrohr 13 angeordneten Befestigungselemente 3 sind – in axialer Richtung gesehen – hintereinander und aneinander anliegend angeordnet. Dabei sind sie durch einen Federmechanismus in dem Zuführrohr 13 gehalten. Insbesondere sind sie verliersicher zwischen einem ersten in dem Zuführrohr 13 befestigten, radial nach innen ragenden Federglied 55 und einem zweiten, in axialer Richtung von dem ersten Federglied 55 beabstandeten, ebenfalls in dem Zuführrohr 13 befestigten, radial nach innen ragenden Federglied 57 verliersicher gehalten. Beim Zuführen der Befestigungselemente 3 zu dem Verbindungselement 5 werden die Federglieder 55, 57 jeweils von den Befestigungselementen radial auseinandergedrückt.
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Der Kolben 31 wirkt hier auf ein proximal hinterstes Befestigungselement 3.2. Wird die Pneumatikkolbenstange 29 mit dem Kolben 31 durch den Pneumatikzylinder 27 in distaler Richtung verlagert, schiebt der Kolben 31 das proximal hinterste Befestigungselement 3.2 – in 5 nach links – in distaler Richtung nach vorne, wobei dieses den gesamten Stapel der in dem Zuführrohr 13 angeordneten Befestigungselemente einschließlich des vordersten, distalen Befestigungselements 3.1 ebenfalls distal nach vorne und in 5 nach links schiebt. Dabei wird das distal vorderste Befestigungselement 3.1 auf das Verbindungselement 5 aufgeschoben und dort befestigt. Das proximal hinterste Befestigungselement 3.2 gelangt dadurch eine Position weiter und gerät in Eingriff mit dem zweiten Federglied 57. Dieses wird hier durch eine Tellerfeder gebildet, welche sich dann an einem Ringbund des hintersten Befestigungselements 3.2 abstützt. Ein Zurückweichen der im Zuführrohr 13 angeordneten Befestigungselemente 3 ist dann ausgeschlossen. Wird die Pneumatikkolbenstange 29 dann in proximaler Richtung zurückgefahren, ergibt sich dadurch, dass das proximal hinterste Befestigungselement 3.2 nun durch das zweite Federglied 57 gehalten wird, die freie Zubringerstelle 53, welche insbesondere aus dem Magazin 43 gespeist werden kann. Dabei zeigt sich, dass der proximale Teil 25.2 des Stempels 25 nur noch um einen sehr kurzen Weg verfahren werden muss, nämlich im Wesentlichen etwa um die Breite eines Befestigungselements 3. Er kann daher sehr kurz ausgebildet sein, wobei auch der Pneumatikzylinder 27 entsprechend verkürzt gebaut werden kann. Dadurch ist die Montagepistole 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von 5 besonders kompakt ausgebildet.
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Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Montagepistole 1 eine prozesssichere Montage von Befestigungselementen 3 an Verbindungselementen 5 sowohl bezüglich einer Positionierung als auch bezüglich der eingesetzten Druckkräfte gewährleistet werden kann, wobei zugleich eine ergonomisch zulässige Belastung für einen Werker bei der Montage der Befestigungselemente 3 sichergestellt werden kann. Aufgrund der Teil-Automatisierung ergibt sich eine Reduzierung der Arbeitszeit und somit auch der mit der Befestigung verbundenen Kosten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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